【正文】 式表明，輸出僅與待測信號的幅度 es 成正比，也是兩信號的相差φ成正比。 開關(guān)乘法器 ,稱為相敏檢波器（ PSD）。 待測信號： tsset cos)(trret cos)(器后，變換輸入為 )(t 0低通濾波器后，高頻信號被濾去，于是：（Ｋ為低通濾波器的傳輸系數(shù)有關(guān)的常數(shù)） 因而，兩個相關(guān)信號為同頻正弦波時，經(jīng)相關(guān)檢測后，其相關(guān)函數(shù)與兩信號幅度的乘積成正比，同時與他們之間的相差余弦成正比，特別是當(dāng) 待測信號和參考信號同頻同位相，即 0 0最大，即 rsomeKe 由此可知，參考信號也參與了輸出。 通常相關(guān)器由乘法器和積分器組成。因而可以認(rèn)為信號和噪聲，噪聲和噪聲之間是互相獨立，相關(guān)函數(shù)為零，通過推導(dǎo)，則： YTrsdttvtTR)()(2/1lim)( 由此可知，對兩個混有噪聲的功率有限信號進(jìn)行相乘和積分處理（即相關(guān)檢測）后，可將信號從噪聲中檢出，噪聲被抑制，不影響輸出。由于互相關(guān)檢測抗干擾能力強，因此在微弱信號檢測中大都是采用互相關(guān)檢測原理。有極強的抑制干擾和噪聲的能力，有極高的靈敏度。本質(zhì)上，鎖相放大器是一個具有任意窄帶寬的濾波器，其頻率調(diào)諧到信號的頻率，排除掉大多數(shù)不需要的噪聲而只允許被測量信號通過。鎖相放大器在涉及到微弱信號檢測的各個領(lǐng)域都已得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi) 72年南京大學(xué)首先從事這方面 的研究工作， 1974 年研制成了第一臺實驗室樣機，繼后物理所等單位相繼進(jìn)行了這一方面的研究工作， 1978 年才有了工廠生產(chǎn)產(chǎn)品。通過實驗學(xué)會鎖相放大器的使用，掌握利用鎖相放大器來觀察信號輸入信號通道前后的幅值以及波形情況，獲得相位角與電壓、放大倍數(shù)與電壓的關(guān)系，并且通過噪聲的觀察知道如何消除噪聲。這都給我們實驗帶來了很大的麻煩，但在以后的學(xué)習(xí)與工作中將面對更多的實驗儀器的問題，這次也算是對我們的一種鍛煉吧，為以后積累更多的經(jīng)驗。 但是，在實驗過程中我們也遇到 了很多的問題，比如沒有用過該型號的示波器，使用的時候操作不熟悉，并且雖然我們的線路連接時正確的，但連線過于繁瑣，導(dǎo)致整個實驗的信號不太穩(wěn)定等，實驗中的電纜線中有些都是壞的，往往導(dǎo)致實驗沒有信號，做不出結(jié)果來。其中遇到了許多的問題，在老師的指導(dǎo)與幫助下，在小組成員的努力下，最終還是得到了正確的實驗結(jié)果。 3噪聲的觀察 將兩臺實驗儀連接測得數(shù)據(jù)如下表所示： 信號源（ KHz） 噪聲頻率（ KHz） 倍數(shù)直流電壓變化范圍 （ V） ~~~~~~ 結(jié)果分析： 當(dāng)輸入一個噪聲信號時，若噪聲頻率和原參考信號頻率一致，或者為參考信號頻率的奇數(shù)倍，經(jīng)過相關(guān)器處理的輸出信號的電壓值有比較明顯的波動，導(dǎo)致鎖 相放大器的濾除噪聲的功能失效。 實驗誤差總的來說都可以歸結(jié)為實驗儀器的誤差與信號干擾誤差。 根據(jù)上述數(shù)據(jù)作放大倍數(shù)與直流電壓的變化關(guān)系曲線如下： 結(jié)果分析： 此步實驗是為了驗證 014cos()rsVeen 實驗得到的結(jié)果本身存在很多的誤差對結(jié)果取近似擬合后得到如上圖所示的圖像。 總體來說，雖然存在著很大的誤差問題，但是相位角與電 壓的變化關(guān)系仍然可以看出呈余弦變化，所以 01cos()2rsVee 可以通過本實驗驗證。位置。 由圖像可以看出實驗存在著比較大的誤差，變化曲線不夠光滑并且峰值并沒有在 0176。 根據(jù)上述數(shù)據(jù)作相位角與直流電壓的變化關(guān)系曲線如下： 結(jié)果分析： 驗證電壓與相位的關(guān)系的就是驗證 01cos()2rsVee 根據(jù)圖表可知，相位角與電壓的變化關(guān)系趨勢呈余弦變化趨勢。 （ 2）觀察噪聲的變化關(guān)系。 相關(guān)器諧波形響應(yīng)的測量與觀察（ 1）同實驗 1 把上述實驗連接圖略作如下改變：將寬帶相移器輸入信號由 1/n 輸出（即 1/n 分頻）送給；（ 2）多功能信號源功能“選擇”置分頻，由于相關(guān)器的參考信號為輸入信號的 1/n 分頻，即相關(guān)器的輸入信號為參考信號的 n 次頻；（ 3）先置分頻數(shù)為 1，由示波 器觀察 PSD 波形及測量 PSD 輸出直流電壓，調(diào)節(jié)相移器，使輸出直流電壓最大，觀察示波器波形，并記下電壓值；（ 4）改變 n為 1， 2， 3??14， 15，對任意 n 值重復(fù)上述操作，觀察示波器波形，記下最大的電壓值。開始相位每隔 30176。 PSD 的基波等效噪聲帶寬應(yīng)為 RC 低通濾波器等效噪聲帶寬的 2倍。 以上我們假設(shè)噪聲與信號不 相關(guān)，通過相關(guān)檢測器后噪聲被抑制，到由于低通濾波器的積分時間不可能無限大，實際上仍有噪聲輸出，它與時間常數(shù)有關(guān)，通過加大時間常數(shù)可以改善信噪比。相關(guān)器由 PSD 與 LPF 組成?；谀M乘法器對參考信號穩(wěn)定要求極高的缺陷，現(xiàn)行設(shè)備中常采用開關(guān)式乘法器構(gòu)成。常采用方波做參考信號，而積分通常由ＲＣ低通濾波器構(gòu)成。 根據(jù)相關(guān)檢測的原理設(shè)計的相關(guān)檢測器是鎖定放大 器的心臟。 如果 )(1tf 和 )(2 tf 為兩個功率有限的信號，則可 定義其相關(guān)函數(shù)為： TTldttftfTR)()(2/1lim21)(和相位都是隨機量，它的偶爾出現(xiàn)可用長時間積分使它不影響信號的輸出。 ，如果他們的乘積對時間求平均（積分）為零，則表明這兩個函數(shù)不相關(guān)（彼此獨立）；如不為零，則表明兩者相關(guān)。除了濾 波，鎖相放大器也能夠提供增益，鎖相放大器可以從噪聲中提取比噪聲小 1000 倍甚至 10000 倍的信號，鎖相放大器的信噪改善比特別高它可用于測量交流信號的幅度和相位。 一、實驗原理簡析鎖相放大器就是用來檢測淹沒在噪聲中的微弱交流信號?，F(xiàn)在測量毫微伏量級的信號已是可能。 關(guān)鍵詞 鎖相放大器，通道，噪聲帶寬，信噪比正文 鎖相放大器己成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中必不可少的常備儀器。鎖相放大實驗報告（大全五篇） 第一篇：鎖相放大實驗報告 鎖相放大實驗報告 摘要 本實驗利用鎖相放大器對微弱信號中的噪聲進(jìn)行抑制并對其進(jìn)行檢測，了解相關(guān)檢測原理，鎖相放大器的基本組成；掌握鎖相放大器的正確使用方法及在檢波上的應(yīng)用。通過實驗學(xué)會鎖相放大器的使用，掌握利用鎖相放大器來觀察信號輸入信號通道前后的幅值以及波形情況，獲得相位角與電壓、放大倍數(shù)與電壓的關(guān)系，并且通過噪聲的觀察知道如何消除噪聲。國內(nèi) 72年南京大學(xué)首先從事這方面的研究工作， 1974 年研制成了第一臺實驗室樣機，繼后物理所等單位相繼進(jìn)行了這一方面的研究工作， 1978 年才有了工廠生產(chǎn)產(chǎn)品。鎖相放大器在涉及到微弱信號檢測的各個領(lǐng)域都已得到了廣泛的應(yīng)用。本質(zhì)上，鎖相放大器是一個具有任意窄帶寬的濾波器，其頻率調(diào)諧到信號的頻率，排除掉大多數(shù)不需要的噪聲而只允許被測量信號通過。有極強的抑制干擾和噪聲的能力，有極高的靈敏度。由于互相關(guān)檢測抗干擾能力強，因此在微弱信號檢測中大都是采用互相關(guān)檢測原理。因而可以認(rèn)為信號和噪聲，噪聲和噪聲之間是互相獨立，相關(guān)函數(shù)為零，通過推導(dǎo)，則： YTrsdttvtTR)()(2/1lim)( 由此可知，對兩個混有噪聲的功率有限信號進(jìn)行相乘和積分處理（即相關(guān)檢測）后，可將信號從噪聲中檢出，噪聲被抑制，不影響輸出。 通常相關(guān)器由乘法器和積分器組成。 待測信號： tsset cos)(trret cos)(器后，變換輸入為 )(t 0低通濾波器后，高頻信號被濾去，于是：（Ｋ為低通濾波器的傳輸系數(shù)有關(guān)的常數(shù)） 因而，兩個相關(guān)信號為同頻正弦波時，經(jīng)相關(guān)檢測后，其相關(guān)函數(shù)與兩信號幅度的乘積成正比，同時與他們之間的相差余弦成正 比，特別是當(dāng)待測信號和參考信號同頻同位相，即 0 0最大，即 rsomeKe 由此